CN106457494A - 用于将涡轮叶片坯件夹紧的夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于利用基础夹紧单元（3）将涡轮叶片坯件（2）夹紧在加工机中的夹紧装置（1），在所述基础夹紧单元（3）上第一和第二夹紧块接纳机构（4、5）得到了支承，其中，在所述第一夹紧块接纳机构（4）上第一夹紧块（6）得到了支承并且在所述第二夹紧块接纳机构（5）上第二夹紧块（7）得到了支承，并且其中，所述涡轮叶片坯件（2）可以夹紧地被固定在所述夹紧块（6、7）之间，其中，所述第一夹紧块接纳机构（4）具有至少一个第一加工工具穿引空隙（8）并且所述第二夹紧块接纳机构（5）具有至少一个第二加工工具穿引空隙（9），使得加工工具（10）为了对所述涡轮叶片坯件（2）的、处于所述夹紧块接纳机构（4、5）之间的下方的第一棱角半径区域（11）进行加工而可以从所述第一加工工具穿引空隙（8）中穿过并且为了对所述涡轮叶片坯件（2）的、处于所述夹紧块接纳机构（4、5）之间的下方的第二棱角半径区域（12）进行加工而可以从所述第二加工工具穿引空隙（9）穿过。

Description

用于将涡轮叶片坯件夹紧的夹紧装置

技术领域

本发明涉及一种用于利用基础夹紧单元将涡轮叶片坯件（Turbinenschaufelrohling）夹紧在加工机中的夹紧装置，在所述基础夹紧单元上第一和第二夹紧块接纳机构（Klemmbackenaufnahmeeinrichtung）得到了支承，其中，在所述第一夹紧块接纳机构上第一夹紧块得到了支承并且在所述第二夹紧块接纳机构上第二夹紧块得到了支承，并且其中，所述涡轮叶片坯件可以夹紧地被固定在所述夹紧块之间。此外，本发明涉及一种用于在加工机中对涡轮叶片坯件进行夹紧和加工的方法。

背景技术

为了在铣床中对坯件进行加工，必须将坯件接纳到合适的夹紧系统上、将其固定并且夹紧。在此这种夹紧方式必须具有如此特性，使得在加工时旋转的坯件总是围绕着预先给定的旋转轴线旋转并且相应地被夹紧。此外，所述夹紧方式必须具有足够的阻力，从而尤其在进行切削的加工过程中也可以容易地将较大的力导出并且不会导致坯件的移动或者导致旋转中心的移动。另一方面，所述坯件尤其应该在其朝向相应的夹紧装置的端部区域上比较良好地接近，以便可以使用尽可能短的工具并且可以以简单的方式对这些区域进行很大程度的加工。这意味着，所述夹紧装置允许尽可能小的飞行圈（Flugkreis）。

为了比如可以由坯件来制造涡轮叶片，必须将所述坯件夹紧在铣床上。为此，一般来说要使用具有夹紧块的夹紧装置，所述夹紧块将所述坯件夹紧地固定在所述夹紧装置上。所述坯件的定向通过所述坯件的、对置的端面上的中心孔来进行，在制造所述坯件时必须对所述坯件的对置的端面进行加工并且所述对置的端面预先给定所述坯件的旋转轴线。为了能够保证可靠地将所述坯件接纳在所述夹紧块之间，经常在第一工序中在所述端面的区域中加工出夹紧面。这些平行面应该尽可能地小并且处于制成的涡轮叶片的顶部和根部外轮廓的内部，用于能够在所述坯件中节省材料长度。这代表着额外的工作步骤，在接纳所述坯件之前为了在所述铣床中进行加工而必须进行所述额外的工作步骤。

市场上常见的二爪卡盘中心夹具（Zweibackenfutterzentralspanner）对许多应用情况来说不合适，因为它们没有中心固定机构，因而由此不能可靠地旋转对称地夹紧所述坯件。

但是，所熟知的能够实现所述坯件的中心定位的夹紧装置没有保证所述坯件的明确的定位，因而比如所述坯件的定向比如错位180°。由此在接下来的加工步骤中需要的是，将所述涡轮叶片重新夹紧在同一台铣床中或者夹紧在其它的加工机中，其中，不可能保证所述涡轮叶片的相同的定向。

为了对这样的涡轮叶片坯件类型进行加工，必须将其固定在合适的夹紧系统上并且随后将其夹紧在加工完毕的成型叶片区域（Profilblattbereich）中。这种夹紧方式在此必须具有如此特性，使得一方面所述涡轮叶片坯件的这种成型叶片区域不会遭到任何损坏（划痕、凹坑、变形或者夹具的积压等等），并且另一方面在整个涡轮叶片上不产生任何变形。此外，这种夹紧方式必须具有如此特性，使得在夹紧中通过五轴加工借助于铣削或者磨削可以制造所有还有待加工的涡轮叶片区域。此外，必须如此设计这种夹紧方式，从而在夹紧的状态中在所述涡轮叶片坯件上所实施的加工过程也可以导出较大的力并且没有导致所述夹紧系统中涡轮叶片坯件的移动。另一方面，所述涡轮叶片坯件尤其应该在其顶部和根部上并且在两个成型半径区域（Profilradienbereiche）上良好地接近，从而可以使用尽可能短的工具。这些区域对于任意的测量系统（测头或者激光测量系统）来说也必须可以接近，因为一般来说也在这种夹紧中进行终检。

因此，用于所述夹紧过程的表面必须保持尽可能地小并且必须如此构成，从而在夹紧时没有在所述涡轮叶片上产生任何印痕和任何型面变形（Profilverformungen）。

市场上常见的夹紧系统目前只允许同时对所述四个所熟知的涡轮叶片坯件区域中的最大两个涡轮叶片坯件区域进行加工。这意味着，必须将所述涡轮叶片坯件重新夹紧至少一次、但是通常是两次，因为目前商业上常见的夹紧系统至少总是遮盖所述四个主要区域中的一个或者两个主要区域。由于这种对于所述涡轮叶片坯件的重新夹紧而存在以下危险：在所述涡轮叶片本身的壁体极薄的成型叶片区域中出现导致所述涡轮叶片的几何上的次品的变形、方位或者位置偏差。此外，通过这种多次的重新夹紧过程所述加工完毕的成型叶片区域遭到损坏的危险在增加。出于上述原因，生产次品率目前大约为30%。

发明内容

因此，被视为本发明的任务是，提供用于对所述涡轮叶片坯件进行夹紧和加工的装置和方法，用所述装置和方法可以用加工工具来接近四个有待加工的涡轮叶片几何结构区域。

该任务按照本发明通过以下方式得到解决：所述第一夹紧块接纳机构具有至少一个第一加工工具穿引空隙（Bearbeitungswerkzeugdurchführungsausnehmung）并且所述第二夹紧块接纳机构具有至少一个第二加工工具穿引空隙，使得加工工具为了对所述涡轮叶片坯件的、处于所述夹紧块接纳机构之间的下方的第一棱角半径区域（Kantenradiusbereich）进行加工而可以从所述第一加工工具穿引空隙中穿过并且为了对所述涡轮叶片坯件的、处于所述夹紧块接纳机构之间的下方的第二棱角半径区域进行加工而可以从所述第二加工工具穿引空隙穿过。以往不能夹紧涡轮叶片坯件成使得可以接近所述涡轮叶片坯件的所有四个有待加工的棱角，而不必重新夹紧所述涡轮叶片坯件。如所知道的那样，由于对于所述坯件的重新夹紧而出现所述坯件的不可修补的损伤。现在，通过所述按本发明的夹紧装置，可以一次地夹紧所述坯件并且对所有四个棱角进行加工。由于所述彼此对置的夹紧块接纳机构，所述涡轮叶片坯件的棱角区域对加工工具来说不可接近。但是，按照本发明来规定，所述夹紧块接纳机构具有至少一个加工工具穿引空隙。由此所述加工工具为了对所述涡轮叶片坯件的、处于所述夹紧块接纳机构之间的、下方的第一棱角半径区域进行加工而可以从所述第一加工工具穿引空隙中穿过。对所述下方的棱角半径的局部区域进行加工。此外，为了对所述涡轮叶片坯件的、处于所述夹紧块接纳机构之间的、下方的第二棱角半径区域进行加工，可以从所述第二加工工具穿引空隙中穿过。在需要时，可以使所述涡轮叶片坯件围绕着其旋转轴线转动180°，用于就这样紧接着进行后面的加工。对于所述涡轮叶片坯件的棱角区域、尤其是下方的棱角区域的加工尤其分三个步骤或者三个加工步骤来进行，其中，不必为加工过程的实施而重新夹紧所述坯件。也可以实施所述涡轮叶片坯件的顶部和根部区域（也就是侧面的区域）的、其它的加工步骤，而没有为此重新夹紧所述坯件。通过所述两个加工工具穿引空隙，可以对所述涡轮叶片坯件的下方的棱角半径进行完整的加工。此外，不必为对于其它的棱角区域的进一步加工而重新夹紧所述涡轮叶片坯件。所述其它的棱角区域（侧面的棱角区域和上方的棱角区域）可以容易地用所述加工工具来接近，因而不必重新夹紧所述坯件。也就是说，可以一次性地夹紧所述涡轮叶片坯件并且完整地对其进行加工。

但是，也优选的是，所述第一和第二加工工具穿引空隙相对于所述夹紧块接纳机构的横轴线偏置地布置。为了避免必须倾斜地插入加工工具的情况，所述加工工具穿引空隙可以相对于彼此偏置地、也就是说尤其不是叠合地布置。由此，可以使所述加工工具基本上垂直于所述夹紧块接纳机构从所述加工工具穿引空隙中穿过。但是也可以优选的是，对置地、尤其是叠合地布置所述加工工具穿引空隙。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述第一加工工具穿引空隙在中心处布置在所述第一夹紧块接纳机构中，其中，两个另外的加工工具穿引空隙相对于中心的接片区域（Stegbereich）在侧面偏心地布置在所述第二夹紧块接纳机构中。事实已经证实，通过所述加工工具穿引空隙的这种设计方案可以在较短的时间里并且以简单的方式对所述涡轮叶片坯件的、完整的下方的棱角半径进行加工。

可能有利的是，所述第一夹紧块接纳机构和所述第二夹紧块接纳机构能够相对于彼此移动。所述夹紧块接纳机构可以如此以能够移动的方式尤其在所述基础夹紧单元上得到支承，使得这些夹紧块接纳机构为了夹紧以及松开所述涡轮叶片坯件而朝向彼此或者离开彼此地进行移动。

为了将不同的涡轮叶片几何结构夹紧到所述夹紧装置中，在此规定，所述第一和第二夹紧块能够相对于彼此移动。以能够回转的方式得到支承的夹紧块可以与所述坯件的弯曲的或者不是平行地伸展的夹紧面相匹配并且也能够在所述坯件具有复杂的造型的情况下将其可靠地固定在被压合的夹紧块之间。所述夹紧装置应该适合于实施前面所描述的、用于不同的坯件的方法。不同的坯件可以是矩形的坯件或者不过可以是所锻造的坯件或者是具有与最终的轮廓相匹配的造型的浇注坯。此外，应该如此设计所述夹紧装置，使得其能够用在不同的铣床上、尤其是能够用在涡轮叶片铣床上。此外，优选的是，所述夹紧块能够横向于所述旋转轴线来移动。通过这种方式，也可以将一些坯件固定在所述夹紧装置中，这些坯件的端面处于所述旋转轴线之外。

在此规定，所述夹紧块具有至少一个用于对所述涡轮叶片坯件进行固定的压紧元件。所述压紧元件可以是布置在所述夹紧块中的固定器件、优选是螺栓、特别优选是调节螺栓。为了降低在夹紧时作用于所述涡轮叶片的力，优选的是，在所述夹紧块中布置了多个压紧元件。此外，有利的是，所述夹紧块构造为压紧元件并且用于固定所述涡轮叶片坯件并且具有与所述涡轮叶片坯件的形状相对应的形状、尤其是凹入的或者凸出的形状。已经证实特别有利的是，所述夹紧块具有波状的表面轮廓。

为了在夹紧时避免所述涡轮叶片坯件的表面的损坏，在此规定，所述压紧元件在与所述涡轮叶片坯件的接触面上具有保护层。所述保护层尤其布置在压紧元件与涡轮叶片坯件之间并且优选由有弹性的材料制成。作为材料，比如可以使用塑料、尤其是弹性体。

此外优选的是，在所述涡轮叶片坯件上安置了固定单元，使得所述涡轮叶片坯件被置于能够重复的水平中轴线以及置于所定义的轴向止挡中。所述固定单元能够借助于固定器件来安置在所述夹紧块上，其中，所述固定单元优选具有压紧元件，用所述压紧元件能够固定所述涡轮叶片坯件。

本发明也涉及一种用于在加工机中对涡轮叶片坯件进行夹紧和加工的方法，其中，有待加工的涡轮叶片坯件在准备步骤中在加工机上利用基础夹紧单元-在所述基础夹紧单元上第一和第二夹紧块接纳机构得到了支承并且在所述第一夹紧块接纳机构上第一夹紧块得到了支承并且在所述第二夹紧块接纳机构上第二夹紧块得到了支承-夹紧地被固定在所述夹紧块之间，其中，在第一加工步骤中使加工工具垂直于所述第一夹紧块接纳机构从在所述第一夹紧块接纳机构中存在的第一加工工具穿引空隙中穿过，并且就这样对所述涡轮叶片坯件的、处于所述夹紧块接纳机构之间的下方的第一棱角半径区域进行加工，其中，在接下来的第二加工步骤中使所述加工工具垂直于所述第二夹紧块接纳机构从在所述第二夹紧块接纳机构中存在的第二加工工具穿引空隙中穿过，并且由此对所述涡轮叶片坯件的、处于所述夹紧块接纳机构之间的下方的第二棱角半径区域进行加工。通过所述按本发明的方法，尤其对所述涡轮叶片坯件的下方的棱角半径进行加工。而后在另一个加工步骤中有利地对所述涡轮叶片坯件的上方的棱角半径区域进行加工。为此，不必重新将所述涡轮叶片坯件夹紧。此外，优选的是，在另一个加工步骤中对所述涡轮叶片坯件的侧面的棱角半径区域进行加工。此外，优选的是，在在所述涡轮叶片坯件上安置固定单元，使得所述涡轮叶片坯件被置于能够重复的水平中轴线以及置于所定义的轴向止挡中。在另一个加工步骤中，可以对所述两个涡轮叶片几何结构区域、尤其是所述涡轮叶片坯件的根部和顶部区域进行加工。

附图说明

下面对所述发明构思的、在附图中示出的示范性的设计方案进行详细解释。附图示出：

图1、图2是夹紧装置的示范性的设计方案；

图3到图5是涡轮叶片的变型方案；

图6、图7是被夹紧的、具有固定单元的涡轮叶片坯件的示意图；

图8是一种示范性的具有成型基础钳口（Profilgrundbacken）的夹紧装置的另一示意图；

图9到图11是压紧元件的示范性的设计方案；

图12到图14是涡轮叶片坯件的示范性的加工情况；

图15是用于缓冲加工的示范性的夹紧块；并且

图16、图17是用半径成型铣刀（Radiusprofilfräser）进行的示范性的半径轮廓铣削。

具体实施方式

所述夹紧装置1和所述按本发明的方法能够一次性地夹紧具有准备好的成型叶片几何结构的涡轮叶片坯件2，其中，可以在夹紧状态中对所有四个涡轮叶片区域、比如所述两个涡轮叶片端部19（顶部和根部几何结构）（侧面的棱角半径区域）以及所述成型叶片区域的进口和出口棱角半径11、12、18进行加工（参见比如图3到图5）。涡轮叶片坯件尤其具有一个叶片过渡区域21和多个轮廓测量点22。此外，在所述叶片2的侧面有所述涡轮叶片2的锻造固定点（Schmiedefixpunkte）23。在图4和图5中示意性地示出了所述涡轮叶片顶剪切部（Turbinenschaufelkopfscherung）24。所述涡轮叶片缓冲件25示意性地在图5中示出并且其夹紧状态在图15中示出。

在本发明的意义上，刺成型基础钳口（Igelprofilgrundbacken）26表示具有多个压紧元件15的夹紧块6、7，所述压紧元件构造为固定器件、尤其是调节螺栓。此外，在本发明的意义上，成型基础钳口27表示夹紧块6、7，所述夹紧块6、7仅仅具有一个压紧元件15，其中，所述夹紧块6、7本身构造为压紧元件15并且对所述坯件进行面状的压紧或者夹紧。可以有利地将任意类型和形状的、具有准备好的或者所定义的余量及成型叶片几何结构（Aufmaß- und Profilblattgeometrie）的涡轮叶片坯件2接纳到所述夹紧装置1中（比如图1和图3到图5）。此外，可以进行涡轮叶片尺寸剪切（Turbinenschaufelablängung）（参见图1到图11）。图3到图5示出了不同类型的涡轮叶片几何结构。也可以令人惊讶地进行为本领域的技术人员所熟知的缓冲加工，因为可以在几何方面对刺基础钳口26或者成型基础钳口27进行调整（比如图15）。所述刺基础钳口26可以与不同的成型叶片几何结构类型相匹配（比如图1、图2）。图2示出了所述夹紧块接纳机构4、5的一种优选的设计方案。所述第一和第二加工工具穿引空隙8、9相对于所述夹紧块接纳机构4、5的横轴线13偏置地布置。为了避免必须倾斜地插入所述加工工具10，所述加工工具穿引空隙8、9可以相对于彼此偏置地、也就是说尤其不是叠合地布置。由此，可以使所述加工工具10基本上垂直于所述夹紧块接纳机构4、5从所述加工工具穿引空隙8、9中穿过。由此可以容易并且很快地对所述下方的棱角半径进行加工，而不必重新夹紧所述涡轮叶片坯件2。也就是说，用所述加工工具10首先对第一棱角半径11进行加工。随后通过以下方式对所述第二棱角半径12进行加工：所述加工工具10从所述第二加工工具穿引空隙9中穿过。将所述涡轮叶片坯件2转动180°，并且在最终的加工步骤中对所述第二棱角半径12的、未完成的、未经铣削的区域进行加工（也参见图13）。对于所述坯件2的加工由此可以在没有重新夹紧的情况下进行。此外，已经证实，作用于所述坯件2的力通过使用按本发明的夹紧块6、7、尤其是刺基础钳口26和成型基础钳口27来显著地得到降低并且防止所述涡轮叶片坯件2的损坏。但是也可以优选的是，对置地、尤其是叠合地布置所述加工工具穿引空隙8、9。

通过所述有利的夹紧装置1和所述优选的方法，可以将具有准备好的成型叶片几何结构的涡轮叶片坯件2夹紧并且进一步对其进行加工，而没有由于所述夹紧过程而产生所述制成的成型叶片轮廓的损坏。所述夹紧块6、7（尤其是所述刺基础钳口26）除了多个比如可以作为刺调节螺栓元件30来构成的压紧元件15之外还具有调整螺栓36和调整螺栓保险装置37。所述夹紧块6、7可以借助于柱体芯棒38来铰接在夹紧块接纳机构4、5上。此外，所述夹紧装置1或者至少一个夹紧块6、7具有用于安置固定单元20的配合槽（Passnut）39。通过抓斗槽（Greiferrillen）40，通过机器转接系统41和比如用于进行转接定位的撑销（Schwertstift）42来将所述夹紧装置1固定在加工机中（未示出）。所述基础夹紧单元3可以通过紧固丝杠（Anzugsgewindespindel）43来拧紧。

所述刺成型基础钳口26的压紧元件15或者所述成型基础钳口变型件27可以根据具有制成的成型叶片几何结构的涡轮叶片坯件2来构成（尤其参见图9到图11）。为了在夹紧时不损坏所述涡轮叶片坯件2的表面，所述压紧元件15可以在与所述涡轮叶片坯件2的接触面16上用有弹性的保护膜17来涂覆，其中，也可以设置对于保护罩28的接触面16的涂覆（参见图9）。所述压紧元件15尤其可以构造为具有插入孔30的刺调节螺栓（IVSE）。此外，所述压紧元件15可以构造为具有球头关节头31的刺调节螺栓（IVSE）（参见图9和图10）。所述具有球头关节头31的刺调节螺栓可以具有能够回转的插接式保护罩32。所述压紧元件15可以具有螺纹扭转止动件29。此外，成型基础钳口27可以用于对成型叶片区域的、像比如在进行精锻时常见的那样的生产公差进行补偿，从而不会出现所述涡轮叶片2的变形或者损坏。通过所述刺调节螺栓元件26的、相对于弯曲的成型叶片区域的、切向的位置，可以防止所述成型叶片区域或者整个涡轮叶片2的移动或者弯曲（Aufbiegung）。

借助于所述夹紧装置1能够令人惊讶地实施缓冲加工25，因为可以对所述刺基础钳口26或者成型基础钳口27进行几何上的调整（图15）。同样在图15中勾画出所述涡轮叶片顶剪切部24。

通过固定单元20的使用，总是使所述涡轮叶片坯件2置于能够重复的水平中轴线以及置于所定义的轴向止挡中（图6和图7）。所述固定单元20具有用于过渡区域的轴向止挡33和用于所述涡轮叶片坯件2的水平位置的嵌入棱柱体（Einlegeprisma）34。借助于钻孔35和相应的固定器件、比如螺栓，可以将所述固定单元20固定在所述夹紧块6、7上。就这样可以容易地并且较快地在所有侧面上对所述具有加工完毕的成型叶片区域的涡轮叶片坯件2进行加工。

通过专用半径成型铣削工具44或者球头铣刀（Lollipop）45的使用（尤其图16和图17），能够无中断地制造不仅所述处于上方的而且所述处于下方的成型叶片棱角半径46。通过所提到的工具的使用，可以在所述成型叶片长度的范围内任意地扩大或者缩小不仅所述处于上方的而且处于下方的成型叶片棱角半径46的半径大小（不同的铣削径迹（Fräsbahnen）47、48、49）。可以考虑可变的半径大小50。可以提供不同的半径大小（图17，R1、R2），其中，通过所述加工工具10可以在所述成型叶片长度的范围内扩大或者缩小不仅所述处于上方的而且处于下方的成型叶片棱角半径11、12、18的半径大小。

所述用于实施所述方法的夹紧装置1应该适合于以下涡轮叶片坯件2，对于所述涡轮叶片坯件来说相应地对所述成型叶片区域进行了完成加工：

1）直立的、具有顶部和根部几何结构的涡轮叶片几何结构；

2）旋转的、具有根部几何结构的涡轮叶片几何结构；

3）旋转的、具有根部几何结构和缓冲件的涡轮叶片几何结构；

4）余量几何结构叶片（在所有的表面上具有生产余量的涡轮叶片）。对于所述余量几何结构叶片来说，所述成型叶片区域中的应力同样是必要的。这个成型叶片区域可以借助于其它的加工方法、比如电化学的侵蚀来产生。

此外，应该如此设计所述夹紧装置，使得其能够用到极为不同的加工中心上并且可以直接用在标准-中心夹紧系统上或者可以插接到既存的夹紧块基体上。为此，尤其所述基础夹紧单元3或者所述夹紧块接纳机构4、5具有相应的转接模块，从而可以插接或者直接使用这些插接模块。

所述优选的、用于涡轮叶片坯件2的夹紧装置1应该构造为模块化的结构，从而用其可以覆盖所有叶片规格。比如可以由以下基础模块构成（图1、图8）：

1、机器转接系统41（任意的、具有或者没有用于自动的更换的抓斗槽40的标准接口）；

2、中心基础夹紧单元，该中心基础夹紧单元在意义上也被称为基础夹紧单元3（任意的、具有能够更换的夹紧块系统的制造商）；

3、固定的成型夹紧基础钳口，所述固定的成型夹紧基础钳口在本发明的意义上被称为用于接纳所述刺基础钳口26（IGB）或者成型基础钳口27（PGB）的第二夹紧块接纳机构5（F-PSGB）；

4、固定的旋转基础卡箍（Drehgrundbügel），所述固定的旋转基础卡箍在本发明的意义上被称为第一夹紧块接纳机构4（F-DGB）；

5、刺基础钳口26（IGB）或者成型基础钳口27（PGB）；

6、柱体芯棒42（ZD）；

7、用于凹入的涡轮叶片-成型叶片区域的刺基础钳口（IGB-KK）26；

8、用于凸出的涡轮叶片-成型叶片区域的刺基础钳口（IGB-KV）26；

9、压紧元件15、尤其是刺调节螺栓元件（IVSE）；

10、压紧元件15的保护层17、尤其是用于刺调节螺栓元件的保护罩28。

此外，以下构件可能是有利的（图4）：

11、用于凹入的涡轮叶片-成型叶片区域的成型基础钳口27（PGB-KK），所述成型基础钳口27（夹紧块6、7）可以布置在活动的成型基础钳口51上；

12、用于凸出的涡轮叶片-成型叶片区域的成型基础钳口27（PGB-KV）；

13、用于成型基础钳口的涂层保护膜片；

14、用于确定所述涡轮叶片坯件2的、在所述夹紧系统中的中间位置和轴向位置的固定单元20（FE）（图6和图7）；

15、用于所述涡轮叶片坯件-定位的调整螺栓36（ES）（图1）；

16、螺纹连接；

17、用于将所述夹紧块6、7固定在夹紧块接纳机构4、5上并且用于将所述夹紧块接纳机构固定在基础夹紧单元3上的螺纹连接38、43。

通过这些基础模块的最佳的组合，能够解决几乎所有在由极为不同的涡轮叶片坯件-类型制造涡轮叶片时出现的夹紧问题。

所述夹紧装置1尤其包括用于一次性夹紧的成型夹紧系统（图1）。它一方面由所述机器转接系统41和所述基础夹紧单元3所构成。这两个系统的同轴度（Rundlauf）通过中心柱体销来得到保证。所述机器转接系统41代表着机器旋转轴与所述基础夹紧单元3之间的连接件。在所述基础夹紧单元3的上面或者里面有所述固定的成型夹紧块5和所述旋转基础卡箍夹紧块4，所述旋转基础卡箍夹紧块4又接纳着所述活动的成型夹紧基础钳口6、在本发明的意义上又借助于柱体芯棒38接纳着第一夹紧块6。所述涡轮叶片坯件2通过所述基础夹紧单元3的紧固丝杠43被夹紧在所述两个刺基础钳口6、7之间。这根紧固丝杠43可以按在所述基础夹紧单元3中的任务设置按需要来构造为

·总是相对于所述中心来夹紧的系统或者

·浮动地夹紧的系统，该系统具有所述基础夹紧单元3中的紧固丝杠43的、直至2mm的移动间隙。

这个基础夹紧单元3在其下侧面上被定位并且固定在机器转接系统41上。这个机器转接系统41比如可以像在工具夹紧系统中一样是具有内夹紧器（Innenspanner）的HSK-接口。但是，在这里也可以使用其它的市场上出售的接口、比如短锥（Steilkegel）等。如果要夹紧较大的、或者很重的涡轮叶片，那么还要将这个机器转接系统41额外地旋紧在所述机器旋转轴上。由此保证，这个基础夹紧单元3相对于所述机器旋转轴绝对中心地运转。通常撑销42承担所述基础夹紧单元3相对于所述机器转接系统41的角度定位。所述两个系统的同轴度通过中心柱体销来得到保证。在所述机器转接系统41上也可以为了进行自动的更换而安置所谓的抓斗槽40。

为了能够覆盖整个涡轮叶片谱，一般来说需要多个基础夹紧钳口规格。这些基础钳口规格首先取决于所期望的张紧/夹紧力矩、涡轮叶片几何结构、有待夹紧的较小的或者较大的涡轮叶片2并且取决于所述刺基础钳口26-夹紧面或者成型基础钳口27-夹紧面。这两个基础夹紧钳口宽度如此构成，使得人们可以要么从所述涡轮叶片2的右边要么从其左边来对所述下方的、被夹紧的成型半径棱角（Profilradienkante）进行加工。为此，在所述夹紧装置1的一侧上向外放置了所述活动的成型夹紧基础钳口6、7的两块夹紧接片（Spannsteg），并且在所述固定的成型夹紧基础钳口6、7上已经定心地在中心、也就是向里放置了其中一块夹紧接片。所述覆盖宽度如此之宽，使得人们能够以比如在右边的成型轨迹（Profilbahn）上的、至少1mm的覆盖程度朝左边的成型轨迹移动每个半径成型工具（Radienprofilwerkzeug）或者球头工具。由此保证，人们要么可以从其中一侧要么可以从另一侧对这个通过所述基础夹紧钳口接片来限制的区域进行加工，而所述成型半径棱角没有凸起或者标记。

对于附加夹紧块（Aufsatzbacken）来说，有着两种不同的基本原理，用所述两种不同的基本原理可以在加工完毕的叶片成型表面上无损坏地进行夹紧。这一方面是所谓的刺基础钳口26并且另一方面是所述成型基础钳口27，其中，示出了这些具有至少一个压紧元件15的夹紧块6、7。

所述两个用于凹入侧和凸出侧的刺基础钳口26如此构成，使得所述两个刺分段分别相切于所述涡轮叶片成型叶片区域的、复杂的涡轮叶片叶片轮廓或者出口及进口棱角半径，也就是说，所述两个刺基础钳口26的基体与所述成型叶片区域形状相匹配。由此避免在夹紧时出现使所述叶片轮廓弯曲或者移动的横向力。

所述刺基础钳口26为了描出所述复杂的成型叶片区域而具有至少两个夹紧排，其中，一个夹紧排平行于所述成型叶片区域的出口棱角来伸展并且另一个夹紧排平行于所述成型叶片区域的进口棱角来伸展。对于较大的涡轮叶片坯件2来说，也可以存在多个夹紧排。这些夹紧排如此构成，从而借助于多个在本发明的意义上被称为压紧元件15的刺调节螺栓元件，其向里改变直至叶片成型轮廓，并且由此描绘所述叶片成型轮廓。在这些刺调节螺栓元件15的顶部上，如果需要，要么套放固定的保护罩28要么套放能够转动的保护罩32，用于保证在与表面相关的情况下接触所述叶片成型表面（参见图9和图10）。因为多种多样的涡轮叶片材料与不同的保护罩材进行化学反应，所以在这里要选择合适的材料配合。此外，这些保护罩28、32相对于所述成型叶片的接触面16还设有能够弹性地变形的保护层17或者涂层，用于将所述接触面16的磨损降低到最低限度并且可以对所述成型叶片区域的、可能来源于精锻过程的不平度或者较小的尺寸公差进行补偿。对于大的表面公差带来说，可以取消能够转动的保护罩28、32。在这里直接将所述保护膜等等施加到所述螺纹销的容易地成形的插接头上。

所述两个刺基础钳口对6、7、26的叶片轮廓调节一次性地在装备的开始相应地为所定义的叶片轮廓形状进行。为此，在所述其中一侧上的两个外部的刺基础钳口26上，在中心区域中在其中一侧上安置了两根螺纹销并且在另一侧上安置了一根螺纹销。为了调节所述夹紧螺纹销而需要固定单元20，该固定单元的任务是，所述涡轮叶片坯件2水平地处于所述刺基础钳口26的中心中，并且所述固定单元拥有能够重复的水平止挡。这个固定单元20如此设计而成，使得其通常从下方、能够重复地被插装或者旋紧到所述固定的成型夹紧基础钳口6、7上。现在将所述涡轮叶片坯件2如此放入到所述两个刺基础钳口26之间，使得所述涡轮叶片坯件2的两个凸耳处于所述固定单元20的两个V型-中心中并且所述根部过渡区域抵靠在所述固定单元20的轴向止挡上。现在将所述两个成型夹紧基础钳口6、7尽可能远地旋紧在一起，而其没有碰到所述固定单元20中的、总是还能够容易地转动的涡轮叶片坯件2。现在用在其中一个刺基础钳口侧上的、两个处于里面的调整螺栓36来如此固定所述涡轮叶片坯件2，使得人们可以容易地用工具尽可能水平地碰到所述处于下方的成型半径棱角。现在在另一个刺基础钳口侧上如此远地调整另一根调整螺栓36，使得所述涡轮叶片坯件2精确地处于所述固定单元20中。此后在所述对置的刺基础钳口26上如此远地向里转动另外两根螺纹销，直至所述涡轮叶片坯件2被固定在相应地三根调整螺栓36之间。此后，在所述第二调整螺栓对上通过旋出最后的调整螺栓36旋出直至在所述成型叶片表面上相接触。由此而后将所述涡轮叶片坯件2明确地固定在所述两个刺基础钳口26的六根调整螺栓36之间。

随后使其它的刺调节螺栓元件、尤其是所述两个或者多个螺纹排（Gewindereihe）的压紧元件在所述叶片轮廓表面的接触上移出。如果已将它们在所述叶片轮廓上全部被移出，则移回所述六根对于涡轮叶片固定来说所需要的调整螺栓36，因为这些调整螺栓在后来进行夹紧时只会引起涡轮叶片叶片损坏或者弯曲。

对于所述涡轮叶片坯件2的真正的夹紧在取出所述固定单元20之后通过用所定义的转矩来拧紧所述基础夹紧单元3的紧固丝杠43这种方式来进行，由此将所述两个刺基础钳口26移到一起。通过相对于所述活动的刺-或成型夹紧基础钳口26、27的、固定的旋转基础卡箍上的旋转接头，一方面保证夹紧力在上方和在下方在所述刺基础钳口2稍许变形时总是相同。另一方面避免变形，每个夹紧块基础系统所拥有的径向的间隙在此对在各个锻造叶片坯件之间的长度-厚度公差进行补偿。

在后来对涡轮叶片坯件2进行重新夹紧时，由此不必实施固定过程或者重新调节过程，因为所述保护罩或者成型基础钳口6、7的薄膜涂层对涡轮叶片坯件2的成型叶片区域的厚度公差带进行补偿。如果要用刺基础钳口26来夹紧另一种涡轮叶片坯件类型，那么，在在所述刺基础钳口对26由所述几何规格匹配时，必须对所述刺调节螺栓调节量进行重新调节。

在以下三种变型方案（图11）：

a. 全面状的PGB

b. 中心空出的PGB

c. 处于上方和下方的PGB板条（PGB-Leisten）

中有所述成型基础钳口（PBG）6、7、27。所述成型基础钳口27可以构造为凹入的成型基础钳口52或者凸出的成型基础钳口53并且具有保护层17。此外，所述成型基础钳口具有用于安置所述固定单元20的钻孔35以及用于固定在夹紧块接纳机构或者活动的成型基础钳口上的螺纹连接。在所有三种变型方案中，相对于涡轮叶片坯件-叶片成型表面的接触表面被描绘成其阴面-叶片轮廓（Negativ-Blattprofil）。此外，这些接触面16（如在所述保护罩中一样）设有能够弹性地变形的保护膜或者涂层17，用于将其磨损降低到最低限度并且可以对所述叶片轮廓的不平度或者较小的尺寸容许误差进行补偿。根据不同的使用条件将所有三种成型基础钳口类型相应地施加在所述两个旋转夹紧基础钳口和成型夹紧基础钳口上。它们正确的位置同样通过所述固定单元20的插装来检测。在所述涡轮叶片坯件2被放到所述固定单元20中并且处于所述两块成型基础钳口板条之间之后，通过借助于所述基础夹紧单元3的紧固丝杠43来拧紧所述两个夹紧块6、7这种方式将这些涡轮叶片坯件2移到所述与叶片轮廓相关的位置中。而后从所述成型基础钳口6、7的背面相应地通过两根销钉进行固定并且与所述固定的成型夹紧基础钳口进行螺纹连接。

在这种首次固定和螺纹连接之后，这些成型钳口管嘴（Profilbackenaufsätze）能够在没有进一步固定的情况下用于这些涡轮叶片坯件类型。新的涡轮叶片坯件2的放入与所述刺基础钳口夹紧器系统的更换相类似地进行。

可以如在这里在这种夹紧系统中的情况一样，使用一种专门为对于部分地在一侧被遮盖的半径轮廓的铣削而开发的可变的半径轮廓铣削技术（图16、图17），其中，使用具有进入到所述成型叶片中的进口齿面（Einlaufflanke）的半径成形铣刀，其张角（Öffnungswinkel）大约比所述成型叶片切线（Profilblatttangentialen）大20°。真正的铣削而后在最大三条铣削径迹47、48、49中进行。在所述第一铣削径迹47中制造一个半径侧（Radienseite）和相对于所述成型叶片的出口齿面（Auslaufflanke）。而后在所述第二铣削径迹48中，制造对置的半径侧和相对于另一个成型叶片平面的出口齿面。所述第三铣削径迹49只有在所述半径本身经受十分窄小的公差时才有必要。而后，在该情况下对半径顶部轮廓进行再铣削。

如果要在成型棱角长度上改变所述半径，那么这一点就通过相应移动所述铣削径迹一次和两次来实现。所述工具半径轮廓在这样的情况中根据最大可产生的半径来设计。

在图12到图14中示出了不同的、用于对所述涡轮叶片坯件的下方的棱角半径区域进行加工的铣削径迹描述。在此，加工工具10可以通过所述第一夹紧块接纳机构4中的第一加工工具穿引空隙8朝所述被夹紧块接纳机构覆盖的涡轮叶片区域挤压。在第二加工步骤中，所述夹紧装置可以围绕着旋转轴转动180°，使得所述加工工具10通过所述第二夹紧块接纳机构5中的第二加工工具穿引空隙9朝所述同样被夹紧块接纳机构覆盖并且此前不可接近的涡轮叶片区域挤压（参见图2）。所述第一和第二加工工具穿引空隙8、9相对于所述夹紧块接纳机构4、5的横轴线13偏置地布置，由此可以进行完整的加工（参见图6）。由此可以对所述叶片出口半径、也就是尤其是所述涡轮叶片坯件的下方的棱角半径区域进行完整的加工。可以考虑不同的铣削描述：第一铣削径迹：开始55，结束56；第二铣削径迹：开始57，结束58；第三铣削径迹：开始59，结束60。所述第三铣削径迹尤其在所述夹紧装置围绕着旋转轴线旋转180°之后进行。图12示出了加工工具10的第一铣削径迹和第二铣削径迹，并且图14示出了所述第三铣削径迹（也就是在转动所述夹紧装置之后）。也就是说，用所述加工工具10首先对第一棱角半径11进行加工（第一铣削径迹）。随后通过以下方式对所述第二棱角半径12进行加工：所述加工工具10从所述第二加工工具穿引空隙9中穿过（第二铣削径迹）。将所述涡轮叶片坯件2转动180°，并且在所述第三铣削径迹中对所述第二棱角半径12的、未完成的还没有铣削的区域进行加工。对于所述坯件2的加工由此可以在没有重新夹紧的情况下进行。此外，事实已经证实，作用于所述坯件2的力通过应用按本发明的夹紧块6、7、尤其是所述刺基础钳口26和成型基础钳口27而显著地得到降低并且所述涡轮叶片坯件2的损坏得到防止。

Claims (14)

1.夹紧装置（1），用于利用基础夹紧单元（3）将涡轮叶片坯件（2）夹紧在的加工机中，在所述基础夹紧单元（3）上第一和第二夹紧块接纳机构（4、5）得到了支承，其中，在所述第一夹紧块接纳机构（4）上第一夹紧块（6）得到了支承并且在所述第二夹紧块接纳机构（5）上第二夹紧块（7）得到了支承，并且其中，所述涡轮叶片坯件（2）能够夹紧地被固定在所述夹紧块（6、7）之间，其特征在于，所述第一夹紧块接纳机构（4）具有至少一个第一加工工具穿引空隙（8）并且所述第二夹紧块接纳机构（5）具有至少一个第二加工工具穿引空隙（9），使得加工工具（11）为了对所述涡轮叶片坯件（2）的、处于所述夹紧块接纳机构（4、5）之间的下方的第一棱角半径区域（11）进行加工而能够从所述第一加工工具穿引空隙（8）中穿过并且为了对所述涡轮叶片坯件（2）的、处于所述夹紧块接纳机构（4、5）之间的下方的第二棱角半径区域（12）进行加工而能够从所述第二加工工具穿引空隙（9）中穿过。

2.按权利要求1所述的夹紧装置（1），其特征在于，所述第一和第二加工工具穿引空隙（8、9）相对于所述夹紧块接纳机构（4、5）的横轴线（13）偏置地布置。

3.按权利要求1或2所述的夹紧装置（1），其特征在于，所述第一加工工具穿引空隙（8）在中心布置在所述第一夹紧块接纳机构（4）中并且两个加工工具穿引空隙（9）相对于中间的接片区域（14）在侧面偏心地布置在所述第二夹紧块接纳机构（5）中。

4.按前述权利要求中任一项所述的夹紧装置（1），其特征在于，所述第一夹紧块接纳机构（4）和所述第二夹紧块接纳机构（5）能够相对于彼此移动。

5.按前述权利要求中任一项所述的夹紧装置（1），其特征在于，所述第一夹紧块（6）和第二夹紧块（7）能够相对于彼此移动。

6.按前述权利要求中任一项所述的夹紧装置（1），其特征在于，所述夹紧块（6、7）具有至少一个用于对所述涡轮叶片坯件（2）进行固定的压紧元件（15）。

7.按前述权利要求中任一项所述的夹紧装置（1），其特征在于，所述压紧元件（15）在与所述涡轮机叶片坯件（2）的接触面（16）上具有保护层（17）。

8.按前述权利要求中任一项所述的夹紧装置（1），其特征在于，所述保护层（17）由有弹性的材料制成。

9.用于在加工机中对涡轮叶片坯件（2）进行夹紧和加工的方法，其中，有待加工的涡轮叶片坯件（2）在准备步骤中在加工机中利用基础夹紧单元（3）夹紧地固定在夹紧块（6、7）之间，在所述基础夹紧单元（3）上第一和第二夹紧块接纳机构（4、5）得到了支承并且在所述第一夹紧块接纳机构（4）上第一夹紧块（6）得到了支承并且在所述第二夹紧块接纳机构（5）上第二夹紧块（7）得到了支承，其中，在第一加工步骤中使加工工具（10）垂直于所述第一夹紧块接纳机构（4）从在所述第一夹紧块接纳机构（4）中存在的第一加工工具穿引空隙（8）中穿过，并且由此对所述涡轮叶片坯件（2）的、处于所述夹紧块接纳机构（4、5）之间的下方的第一棱角半径区域（11）进行加工，其中，在接下来的第二加工步骤中使所述加工工具（10）垂直于所述第二夹紧块接纳机构（5）从在所述第二夹紧块接纳机构（5）中存在的第二加工工具穿引空隙（9）中穿过，并且由此对所述涡轮叶片坯件（2）的、处于所述夹紧块接纳机构（4、5）之间的下方的第二棱角半径区域（12）进行加工。

10.按权利要求9所述的方法，其中，在另一个加工步骤中对所述涡轮叶片坯件（2）的上方的棱角半径区域（18）进行加工。

11.按权利要求9或10所述的方法，其中，在另一个加工步骤中对所述涡轮叶片坯件（2）的侧面的棱角半径区域（19）进行加工。

12.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述涡轮叶片坯件（2）上安置固定单元（20），使得所述涡轮叶片坯件（2）被置于能够重复的水平中轴线以及置于所定义的轴向止挡中。

13.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在另一个加工步骤中对所述涡轮叶片坯件（2）的两个涡轮叶片几何结构区域、根部区域（19）和顶部区域（19、24）进行加工。

14.按前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过所述加工工具（10）能够在所述成型叶片长度上在半径大小方面扩大或者缩小不仅所述处于上方的而且所述处于下方的成型叶片棱角半径（11、12、18）。